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技術 スピーカ

出願人 フォスター電機株式会社フォステクス株式会社
発明者 笹沼起史宮下清孝
出願日 2000年2月9日 (20年10ヶ月経過) 出願番号 2000-031647
公開日 2001年8月17日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 2001-224095
状態 拒絶査定
技術分野 可聴帯域動電型変換器(除くピックアップ)
主要キーワード 断面凸型 断面凹型 双曲放物面 層剛性 等分点 振動面積 振動板部分 高域特性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年8月17日)のものです。
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図面 (20)

課題

振動板は従来からあるR形状のものを使用しても高域ピークを抑えることができ、さらには製造性にも優れたセンターキャップを装着したスピーカを提供すること。

解決手段

振動板の中央部に、センターキャップを装着したスピーカにおいて、前記センターキャップを、このセンターキャップの外周口縁部である円15を円周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を双曲方物面16の形状に構成した。

概要

背景

スピーカ振動板としては、一般的にコーン型のものが多く使用され、かつ振動板には、周知のように、ボイスコイルが設けられ、このボイスコイルにより駆動され、音波放射するように構成されている。

この場合、剛性上等の問題から振動板に分割振動が生じ、この分割振動を抑える手段として、最近、特開平10−229595号公報に示されるように、HP(Hyperbolic Paraboloidal)コーンと称され、振動板の形状を双曲放物面により構成したものが提案されている。

図20は双曲放物面で形成された振動板の斜視図である。

この図20に示す振動板30は、中央部の頂部31から外周側の大径の口縁部32にかけての振動板斜面部が双曲放物面33により形成されている。

この双曲放物面33は、下に凸の放物線を上に凸の放物線に沿って移動させることにより、または互いにねじれた位置にある2つの直線に沿って別の直線を移動させることにより形成されるもので、複雑な曲面をしている。

振動板30を、このような双曲放物面33で形成すると、剛性が向上するため、分割振動を抑制することができる。

概要

振動板は従来からあるR形状のものを使用しても高域ピークを抑えることができ、さらには製造性にも優れたセンターキャップを装着したスピーカを提供すること。

振動板の中央部に、センターキャップを装着したスピーカにおいて、前記センターキャップを、このセンターキャップの外周口縁部である円15を円周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を双曲方物面16の形状に構成した。

目的

この発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、センターキャップ形状を特殊な形状とし、振動板は製造が容易な従来からあるR形状のものを使用しても高域ピークを抑え良好な音質を得ることができるようにし、かつ振動板とセンターキャップとの接着性も良好としたスピーカを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

振動板(9)の中央部に、センターキャップ(14)を装着したスピーカにおいて、前記センターキャップ(14)を、このセンターキャップ(14)の外周口縁部である円(15)を周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を、双曲放物面(16)の形状からなり周方向に山と谷とを有する曲面にて形成した、ことを特徴とするスピーカ。

請求項2

前記双曲放物面(16)形状のセンターキャップ(14)と前記振動板(9)との接合面は平坦である請求項1記載のスピーカ。

請求項3

前記振動板(9)の有効振動面積に対して、センターキャップ(14)の面積を5分の1以上としたことを特徴とする請求項1または2記載のスピーカ。

請求項4

ボイスコイルボビン(5)の振動板側の端部に、外周口縁部である円(15)を周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を双曲放物面(16)の形状からなり周方向に山と谷とを有する曲面にて形成したセンターキャップ(14)を装着したことを特徴とするスピーカ。

技術分野

0001

この発明は、オーディオスピーカに関する。

背景技術

0002

スピーカの振動板としては、一般的にコーン型のものが多く使用され、かつ振動板には、周知のように、ボイスコイルが設けられ、このボイスコイルにより駆動され、音波放射するように構成されている。

0003

この場合、剛性上等の問題から振動板に分割振動が生じ、この分割振動を抑える手段として、最近、特開平10−229595号公報に示されるように、HP(Hyperbolic Paraboloidal)コーンと称され、振動板の形状を双曲放物面により構成したものが提案されている。

0004

図20は双曲放物面で形成された振動板の斜視図である。

0005

この図20に示す振動板30は、中央部の頂部31から外周側の大径の口縁部32にかけての振動板斜面部が双曲放物面33により形成されている。

0006

この双曲放物面33は、下に凸の放物線を上に凸の放物線に沿って移動させることにより、または互いにねじれた位置にある2つの直線に沿って別の直線を移動させることにより形成されるもので、複雑な曲面をしている。

0007

振動板30を、このような双曲放物面33で形成すると、剛性が向上するため、分割振動を抑制することができる。

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上記構成の振動板は振動面全体を複雑な曲面にて構成するため、製造が煩雑である、という課題がある。

0009

また、振動板の中央部には、磁気ギャップ防塵用音響特性を向上させるためにセンターキャップが設けられるが、このセンターキャップと振動板との接合部分も、双曲放物面の振動板形状に対応させて凹凸状に形成する必要があり、これまた製造が煩雑であるとともに、センターキャップと振動板との凹凸部同士は互いにギザギザであり接着性が悪い、という課題もある。

0010

この発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、センターキャップ形状を特殊な形状とし、振動板は製造が容易な従来からあるR形状のものを使用しても高域ピークを抑え良好な音質を得ることができるようにし、かつ振動板とセンターキャップとの接着性も良好としたスピーカを提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

前記目的を達成するため、本発明ではセンターキャップ14を、このセンターキャップ14の外周口縁部である円15を周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を、双曲放物面16の形状からなり周方向に山と谷とを有する曲面にて形成している。ここで、双曲放物面とは完全な双曲放物面のみならず、これに近似した曲面も本発明でいう双曲放物面に含まれる。

0012

また、前記目的を達成するため、本発明では前記双曲放物面16形状のセンターキャップ14と前記振動板9との接合面を平坦にし、両者の接着性を良好にしている。

0013

また、前記目的を達成するため、本発明では前記振動板9の有効振動面積に対して、センターキャップ14の面積を5分の1以上としている。

0014

さらに、前記目的を達成するため、本発明ではボイスコイルボビン5の振動板側の端部に、外周口縁部である円15を周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を双曲放物面16の形状からなり周方向に山と谷とを有する曲面にて形成したセンターキャップ14を装着している。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明のスピーカは、ホームシアター小型スピーカ等に適用すると効果的である。この種のスピーカは、寸法的な制約の中でボイスコイル径を大きくとるため内磁型の磁気回路を採用することが多いが、ボイスコイルが大きく、振動板部分が小さくなるため高域側でピークが発生するという問題がある。ここにおいて、振動板の中央部に双曲放物面等の剛性の高いセンターキャップを設けると、この剛性の高いセンターキャップにより、振動板の剛性が向上し、分割振動が抑制されるとともに、センターキャップ自体もその形状の特異性から、周波数特性上の分割共振が細かく分散して、特定の大きなピークやディップが発生せず高域特性が改善される。本発明は、有効振動面積におけるセンターキャップの面積が5分の1以上を占めるもの、例えば振動板の径が50mmでボイスコイルの径が大きく20〜50%位を占めるものに適用すると特に効果的である。このような小型であるにもかかわらずセンターキャップ部の面積比が大きな振動板は、剛性が低く、高域でのピークが生じやすいためである。

0016

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

0017

図1は本発明の要部である双曲放物面で構成されたセンターキャップを装着したスピーカの一例を示す縦断正面図である。

0018

この図1に示すスピーカは、ヨーク1と、センターポール2と、マグネット3と、プレート4とからなる内磁型の磁気回路を有し、その磁気ギャップに設けられたボイスコイルボビン5に巻装されたボイスコイル6と、プレート4上に設けられたフレーム7と、ボイスコイル6を支持するダンパー8と、ボイスコイル6と結合され、かつダンパー8により支持された振動板9と、この振動板9の外周に設けられたエッジ10と、エッジ10に設けられ、かつ振動板9をフレーム7に固定するガスケット11と、フレーム7に設けられた入力端子12と、これとボイスコイル6とを接続する錦糸線13と、振動板9の中央の頂部に装着されたセンターキャップ14とを有して構成されている。

0019

そして、本発明では前記センターキャップ14を、以下詳述するごとく、特殊な曲面に構成した点に特徴を有するものである。

0020

図2図5は本発明の要部であるセンターキャップの一実施例を示すもので、図2は拡大斜視図、図3は双曲放物面の形成過程の説明図、図4は双曲放物面の構成要素の説明図、図5はセンターキャップの一つの領域の形状を示す図である。

0021

これら図2図5に示す実施例のセンターキャップ14は、円周方向に例えば5等分、つまり72°に分割されている。そして、5等分にされた各領域S1〜S5は、双曲放物面16に形成されている。このように奇数の領域S1〜S5に分割したのは剛性をもたせるためである。

0022

この実施例における双曲放物面16は、一つの領域S1をとりあげて説明すると、センターキャップの外周口縁部である円15の中心点Oを通り、この円15を含む面に直交する中心軸Lにおける前記円15の中心点Oから同一方向に偏位した位置に、2点P1,P2を設定する。一方、円15における一つの領域S1の部分の円弧状線分をA,B,Cとし、Bを線分ACの中点とする。

0023

そして、図3に示すように、点Bと点P1とを結ぶ直線を直線P1P2および曲線円弧)BCに沿ってそれぞれ等速で移動させることにより、B,P1,P2,Cで囲まれる領域に曲面が形成される。つまり、点Bと点P1とを結ぶ直線の外端側を点Bから点Cに向かって等速で移動させながら、同直線の内端側を点P1から点P2に向かって等速で移動させることにより、曲面が形成される。

0024

言い換えれば、直線P1P2をk個(kは整数)に等分割するとともに、曲線BCをk個に等分割し、対応する等分割点同士を結ぶことにより曲面が形成される。この曲面は、直線群から形成されるもので、双曲放物面と呼ばれており、図4に示すように、構成要素として双曲線17と放物線18とを内在している。

0025

前述した曲線BCと同様に、点Bと点P1とを結ぶ直線を、直線P1P2および曲線BAに沿って移動させることにより、B,P1,P2,Aで囲まれる領域に曲面が形成される。この曲面も、直線群から形成される双曲放物面である。

0026

したがって、領域S1には図5に示すように、曲線ACの中心である点Bと、円15の中心軸Lとを結ぶ線分の両側に双曲放物面16が広がり、点Bと点P1とを結ぶ山の部分19と、点Aと点P1、さらに点Cと点P1とを結ぶ谷の部分20とを有する曲面が形成される。

0027

前述した領域S1の場合と同様にして、他の領域S2,S3,S4およびS5にも、双曲線17と放物線18とからなり、かつ山の部分19と谷の部分20とを有する双曲放物面16が形成されている。

0028

したがって、この実施例のセンターキャップ14は、全体として、円周方向に山の部分19と谷の部分20とを有する双曲放物面16が交互に繰り返して形成されている。

0029

この実施例によれば、センターキャップ14を構成している双曲放物面16に引張力圧縮力とがバランスよく働き、また理論上、表裏両面の表面積が等しいので、センターキャップ14が変形しにくく剛性が極めて高い。

0030

図6図2図5に示す実施例のセンターキャップを装着した本発明にかかるスピーカと、従来のスピーカについて、周波数に対する音圧特性を比較して示す。

0031

この図6において、従来技術はセンターキャップとして、従来からあるドーム状に形成したものを用いている。また、本発明および従来技術とも、ボイスコイルの外径25mm,振動板9の外径50mm,センターキャップ14の外周口縁部の直径29mmに形成したものを対象としている。そして、図6において本発明の特性を破線および符号21で示し、従来のスピーカの特性を実線および符号22で示す。

0032

前述のごとく、ホームシアター用小型スピーカでは、寸法的な制約の中で、ボイスコイル6を大きくとるため、振動板9が小さくなるので、高域側でピークが発生するという問題があった。

0033

これに対して、この実施例では振動板9の中央部に、双曲放物面16の形状に構成した剛性の高いセンターキャップ14を装着しているので、この剛性の高いセンターキャップ14により振動板9の剛性が強化され、分割振動が抑制される。さらに、センターキャップ14自体もその形状の特異性から、周波数特性上の分割共振を細かく分散するので、特定の大きなピークやディップが発生せず、高域特性を改善することができる。したがって、良好な音質を得ることができる。

0034

次に、図7は本発明の他の実施例を示すもので、センターキャップを構成している双曲放物面の形成過程の説明図である。

0035

この図7に示す実施例では、センターキャップ14の外周口縁部である円15を含む面に直交する中心軸Lにおける円15の中心点Oに点P1をおき、この点P1から一方向に偏位した位置に点P2 をおいている。

0036

そして、前述の図3に示した実施例と同様、直線P1P2をk個に等分割するとともに、曲線BCをk個に分割し、対応する等分割同士を結ぶことにより双曲放物面16を形成する。

0037

この図7に示す実施例では、山の部分19と谷の部分20とが円周方向に繰り返して形成された双曲放物面16の、前記山の部分19が円15を含む平面上に存在する偏平状のセンターキャップ14を形成することができる。

0038

この図7に示す実施例の他の構成,作用については、前記図2図5に示した実施例と同様である。

0039

ついで、図8は本発明の別の実施例を示すもので、センターキャップを構成している双曲放物面の形成過程の説明図である。

0040

この図8に示す実施例では、センターキャップ14の外周口縁部である円15を含む面に直交する中心軸Lにおいて、一方向に偏位した位置に点P1と点P2とを設定し、単位長さを「1」とするとき、直線P1P2を「1」と「2分の1」とを繰り返してk個に分割する。

0041

一方、円15の一部分の曲線ABを同じくk個に等分する。

0042

そして、直線P1P2の分割点と、曲線ABの等分点とを直線で結び、双曲放物面16を形成する。

0043

この図8に示す実施例の他の構成,作用については、前記図2図5に示した実施例と同様である。

0044

続いて、図9図11は本発明の別の実施例を示すもので、図9はセンターキャップの斜視図、図10は同正面図、図11は同平面図である。

0045

これら図9図11に示す実施例では、センターキャップ14の外周口縁部である円15を含む面よりも高い位置において、中心軸Lから放射状に、円15を含む面と平行な面に沿って伸びかつ互いに180°の間隔をおいて直線X1,X2,X3を設定し、これら3本の直線X1,X2,X3の内端をP1、外端をP2とする。

0046

一方、円15を平面上、直線X1,X2,X3を中心線として3等分し、その一領域S1の端部を点Aと点Cとする。また、曲線ACの中心をBとする。したがって、領域S1の曲線AC間の中心Bは、平面からみて直線X1の延長線上に存在する。

0047

そして、直線P1P2をk等分するとともに、曲線ABと曲線BCをそれぞれk等分する。ついで、直線P1P2の等分点と、これに対応する曲線ABの等分点を直線で結び、双曲放物面を形成し、同様に直線P1P2の等分点と、これに対応する曲線BCの等分点とを直線で結んで双曲放物面を形成している。

0048

前述したところと同様に、領域S2に対応する直線X2をk個に等分するとともに、領域S2の曲線ABと曲線BCをそれぞれk個に等分し、直線X2の等分点と、これに対応する曲線ABの等分点とを直線で結び、直線X2の等分点と、これに対応する曲線BCの等分点とを直線で結んでそれぞれ双曲放物面を形成する。

0049

同様に、直線X3をk個に等分し、領域S3をk個に等分し、領域S3の曲線ABと曲線BCとをそれぞれk個に等分し、直線X3の等分点と曲線ABの等分点、および直線X3の等分点と曲線BCの等分点とをそれぞれ直線で結んで双曲放物面を形成する。

0050

図12および図13は本発明のさらに別の実施例を示すもので、図12はセンターキャップの斜視図、図13は同正面図である。

0051

これら図12図13に示す実施例では前記図9図11に示した実施例に対して、直線X1,X2,X3のそれぞれの内端P1よりも、それぞれの外端P2を高く設定している。

0052

その結果、双曲放物面16で構成されかつ中央部が窪んだ外観形状のセンターキャップ14を形成することができる。

0053

次に、図14は本発明の異なる実施例を示すもので、センターキャップを構成しているコノイド双曲放物面の形成過程を示す斜視図である。

0054

この図14に示す実施例では、センターキャップ14の外周口縁部である円15を例えば4等分し、その一つの領域S1の両端部を点D,点Eとする。

0055

また、円15の中心点Oを通る中心軸L上の所定位置正方形23をおき、この正方形23の1辺deを領域S1の線分DEに対応させて配置している。

0056

そして、領域S1の線分DEをk個に等分するとともに、正方形23の1辺deをk個に等分し、線分DEの等分点と正方形23の1辺deの等分点とを直線で結んでコノイド双曲放物面24を形成している。

0057

さらに、円15の他の領域S2,S3,S4の線分をそれぞれk個に等分し、正方形23の他の3辺もそれぞれk個に等分し、領域S2,S3,S4のそれぞれの等分点と、これに対応する正方形23における3辺のそれぞれの等分点とを直線で結び、領域S2,S3,S4にもコノイド双曲放物面24を形成する。

0058

以上説明した図9図11に示す実施例、図12および図13に示す実施例、図14に示す実施例とも、センターキャップ14が双曲放物面で形成され、センターキャップ14の中心軸Lと直交する面で切ったときの外周口縁部の各点について、中心軸Lまでの距離と異なり、剛性が高いものとなっている。

0059

また、前述の各実施例のセンターキャップ14とも、双曲放物面を外周口縁部近傍までにとどめ、外周部を円形に形成すれば、中央の頂部が平らとなっている振動板との接合部を平らにすることができ、両者の接着性を良好とすることができる。

0060

ついで、図15図16および図17はそれぞれセンターキャップの形状の異なる色々な実施例を示す縦断面図である。

0061

図15に示すセンターキャップ14は、双曲放物面で形成され、かつ縦断面凸型に形成されている。

0062

また、図16に示すセンターキャップ14は、キャップ本体27と、外周口縁部に折り返し周縁28を設け、接着部としている。前記キャップ本体27は、双曲放物面で形成され、かつ縦断面凸型に形成されている。折り返し周縁28は、外周口縁部から外側に折り返した形状に形成されている。図1に示したものが、言わばこの態様である。

0063

図17に示すセンターキャップ14は、双曲放物面で形成され、かつ縦断面凹型に形成されている。

0064

これら図15図17に示したものは、組み合わせられる振動板形状等に応じて適宜採択される。

0065

なお、本発明ではセンターキャップの外周口縁部である円15を、円周方向に3分割以上の奇数に等分しても、2分割以上の偶数に等分してもよいが、3以上の奇数に分割すれば、センターキャップの直径方向に対向する面の形状が互いに異なるようになるので、より一層剛性が高くなるとともに、対向する部分の曲げの状態が同一でないため、共鳴音を発生しにくくすることができる。

0066

ついで、図18は本発明の異なる実施例を示す縦断面図である。

0067

この図18に示す実施例では、ボイスコイルボビン5における振動板9側の端部に、双曲放物面16で構成されたセンターキャップ14が装着されている。

0068

この実施例においても、剛性の高いセンターキャップ14の形状の特異性から、周波数特性上の分割共振を細かく分散し、特定の大きなピークやディップが発生せず、高域特性を改善することができる。

0069

図19は、図18に示したセンターキャップ14が装着される振動板9の側面図を示す。

0070

図19は上記センターキャップ14を、斜面部を双曲放物面33に構成した振動板30に適用した更に別の実施例を示す。すなわち、以上説明した実施例では振動板9はコーン形状に形成された一般的なものを示したが、この実施例では、斜面部を双曲放物面33の形状に構成した振動板30の中央部に、図18に示したように双曲放物面16の形状に構成したセンターキャップ14を装着したものである。この場合、両者の剛性をさらに高めることができるので、分割振動をより効果的に抑制することができ、特性改善の効果は更に顕著となることは明らかであり、このような態様も本発明の範疇に含まれる。

発明の効果

0071

以上説明したように、本発明ではセンターキャップ14を、このセンターキャップ14の外周口縁部である円15を円周方向に複数の領域S1,S2,…に等分割するとともに、各領域S1,S2,…を双曲放物面16の形状に構成しており、剛性が高いので、振動板9に設ければ高域ピークを良好に抑制できる効果があり、振動板全体を双曲放物面で形成する従来技術に対して、小面積のセンターキャップを双曲放物面で形成する本発明では双曲放物面を採用しやすく、製造性にも優れているという効果があり、また、R形状に形成された従来からある振動板9に簡単に適用して使用でき、汎用性があるという効果もある。

0072

また、振動板全体を双曲放物面に形成したものではセンターキャップとの接合部が凹凸をなすが、本発明ではセンターキャップ14と振動板9との接合部を相互に平坦としたため、接着性が良く、この点においても製造性が良好となる。

0073

また、本発明では振動板9の有効振動面積に対して、センターキャップ14の面積を5分の1以上としているため、振動板9の剛性をより高くすることができ、高域でのピークをより良く抑制できるという効果がある。

0074

さらに、本発明ではボイスコイルボビン5の振動板側の端部に、双曲放物面16の形状に構成したセンターキャップ14を装着しており、センターキャップ14の形状の特異性から、周波数特性上の分割共振を細かく分散し、特定の大きなピークやディップが発生せず、高域特性を改善できる効果がある。

図面の簡単な説明

0075

図1本発明の要部である双曲放物面で構成されたキャップを装着したスピーカの一例を示す縦断正面図である。
図2同センターキャップの一実施例を示す拡大斜視図である。
図3同センターキャップにおける双曲放物面の形成過程の説明図である。
図4同センターキャップにおける双曲放物面の構成要素の説明図である。
図5同センターキャップの一領域部分の形状を示す図である。
図6図2図5に示す実施例のセンターキャップを装着した本発明のスピーカと、従来のスピーカについて、周波数に対する音圧特性を示した図である。
図7本発明の他の実施例を示すもので、センターキャップを構成している双曲放物面の形成過程の説明図である。
図8本発明の別の実施例を示すもので、センターキャップを構成している双曲放物面の形成過程の説明図である。
図9本発明の別の実施例を示すもので、センターキャップの斜視図である。
図10図9に示すセンターキャップの正面図である。
図11図9に示すセンターキャップの平面図である。
図12本発明のさらに別の実施例を示すもので、センターキャップの斜視図である。
図13図12に示すセンターキャップの正面図である。
図14本発明の異なる実施例を示すもので、センターキャップを構成しているコノイド双曲放物面の形成過程を示す斜視図である。
図15本発明の要部であるセンターキャップの形状の一例を示す縦断面図である。
図16本発明の要部であるセンターキャップの形状の他の一例を示す縦断面図である。
図17本発明の要部であるセンターキャップの形状のさらに他の一例を示す縦断面図である。
図18本発明の更に異なる実施例の縦断面図である。
図19本発明の更に別の実施例で、双曲放物面に形成されたセンターキャップが装着される振動面が双曲放物面をなす振動板の側面図である。
図20従来技術を示す図であって、双曲放物面で形成された振動板の斜視図である。

--

0076

5ボイスコイルボビン
9振動板
14センターキャップ
15 センターキャップの外周口縁部である円
16双曲放物面
24 コノイド双曲放物面
30 双曲放物面に形成された振動板
33 双曲放物面

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    【課題・解決手段】スピーカ装置(1)は、磁気回路を形成する磁気回路構成体(10)に接合される環状の第1周部(12)と、第1周部より音放射方向側に設けられて、振動板(7)に接合される環状の第2周部(13... 詳細

  • フォスター電機株式会社の「 スピーカユニット」が 公開されました。( 2020/10/22)

    【課題】低コストで、音質がよく、薄型化が図れるスピーカユニットを提供することを提供することを課題とする。【解決手段】 円筒部69の内側に磁気ギャップGとなる空間が形成された磁気回路61と、磁気ギャッ... 詳細

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